Ackermann direksiyon ve kinematik ile ilgili standart bi / üç tekerlekli bisikletler arasındaki farklar nelerdir?

12

Aşağıdaki ödev sorusunu aldım:

Ackermann direksiyonlu robotlar ile kinematikle ilgili standart bisikletler veya üç tekerlekli bisikletler arasındaki genel farklar nelerdir?

Ancak, hangi farkların olması gerektiğini görmüyorum, çünkü araba benzeri bir robot (2 sabit arka tekerlek ve 2 bağımlı ayarlanabilir ön tekerlek ile) üç tekerlekli bisiklet benzeri bir robot olarak görülebilir (tek bir ayarlanabilir ön tekerlek ile orta).

Ardından, iki arka tekerlek arasındaki mesafenin sıfıra yaklaşmasına izin verirseniz, bisikleti alırsınız.

Dolayısıyla, bu üç mobil robot arasında hiçbir fark göremiyorum. Kaçırdığım bir şey var mı?

— Daniel Jour
kaynak

2

Bana değil (hiçbir şeyi kaçırmıyorsun). Ben de kinematiklerin aynı olduğunu düşünürdüm. Geleneksel olarak Ackermann'da daha fazla (veya daha az) tekerlek ve kamber olabilir, ancak bu bir kural değildir. Süper detaylara düştüyseniz, bazı farklılıklar var (herhangi bir NASCAR mürettebatının lastik kayma verileri hakkında bilgi isteyin) ama bunun bir robot ödev sorusu olacağını düşünmüyorum. (Tahmin ettiğim gibi) sorunun farklı kinematiği olan ackermann ile diferansiyel direksiyonu karşılaştırmak olması gerektiğinden şüpheleniyorum.

— Spiked3

@ Mark Booth sorusu neredeyse "yasal bir sorum var mı?" Ve kabul etmiyor. Soru yok, cevap yok :)

— Spiked3

ackerman kinematik aka bisiklet modeli [ google.com/…

— Spiked3

7

Her ikisi de ön veya arka tekerlek setini tek bir tekerleğe "küçültme" fikriyle ilgili olarak görebildiğim iki hata yapıyorsunuz.

Ackermann direksiyonunu (kavramsal olarak) tek bir tekerlek olarak düşünmek yerine, bir üç tekerlekli bisikletin tek ön tekerleğini 2 tekerleğe genişlettiğinizi hayal edin. İlk başta, lastik genişler, sonra iki lastiğe ayrılır, sonra daha da ayrılırlar - ancak iki tekerleğin aksları aynı hatta kalır. Başka bir deyişle, bir Ackermann sisteminde değil , bir oyuncak vagonda bulduğunuz gibi bir "yönlendirilebilir ön kiriş aksı" ile sonuçlanırsınız :

radyo el ilanı vagonu

Bir Ackermann sistemini yan yana kaynaklanmış iki bisiklet olarak düşünebilirsiniz, ön tekerlekleri bağlamanın sadece direksiyon açılarını eşit olmaya zorlayarak çözülmediğini fark edebilirsiniz. Bunun yerine, aralarında uygun kinematik bağlantıyı tasarlamak için Burmester'ın teorisi gibi tekniklere bakabilirsiniz . (Ackermann çözümünde, 4 barlık bir bağlantıdır.)

Arka tekerlekler için, eğilme yeteneğini görmezden geliyorsunuz. Başka bir deyişle, bir bisiklet sadece arka tekerlekleri arasında sıfır boşluk bulunan bir üç tekerlekli bisiklet değildir; eğilme, sadece iki temas noktası ile stabiliteyi korumanın ayrılmaz bir parçasıdır.

(ağırlığın " Üç Tekerlekli Bisiklet Direksiyonu " üzerinden sabit kalması için kaydırılması ), ( bisikletin dengesi ile dönüş eğilimi )

Eğilme, kinematik olandan daha dinamik bir tartışmadır, ancak lastikleri etkilediği için dikkat çekmeye değer - bisiklet / motosiklet lastikleri, eğilmek için yuvarlak bir kesite sahipken, araba / motor trike lastikleri daha düz bir kesite sahiptir.

— Ian
kaynak

Çok iyi cevabınız için teşekkürler! Oyuncak vagonu ile örnek gerçekten çok yardımcı oldu. Ancak, ön tekerleği "büyütmek" yerine, ön tekerleği iki tekerleği değiştirirseniz (farklı açılarla, her üç açı da ackerman koşulunu tatmin edecek şekilde) işler farklı olurdu, değil mi? Bu durumda, üç tekerlekli bisikletten bir "ackerman" arabası yapardım - anladığım kadarıyla.

— Daniel Jour

Cevabı, otomobil direksiyonuyla bir çift bisiklet arasındaki benzerlik hakkında konuşmak için güncelledim.

— Ian

3

Kinematik bir fark olmadığı için haklısınız.

Kinematik , olayların neden gerçekleştiğini düşünmez - yani dinamik kararlılık.

Açık fiziksel farklılıklar vardır, ancak matematik kinematik için çalışıldığında, aynı olmalıdır. Bu elbette kinematik seviyesinde gerçekçi bir sınır anlamına gelir. Örneğin, bir bisikletin yönlendirmek için eğildiğine işaret edildi, ancak bu sadece belirli bir hıza ulaşıldığında gerçekleşir. O zamana kadar kinematik farklıdır. Ve bu hıza ulaşıldığında Jiroskopik hareket de devreye girer. Makulluğun nerede tatmin edileceğini seçmek gerekir. Tüm fiziğin modellenebileceğini düşünüyorsanız, Yamaha motosiklet yarışında size tanıtmak istediğim bazı temaslar var.

Matematiği ayrıntılı olarak açıklayan bir PDF buldum . Ackerman için Kinematik matematik bisiklet modeli olarak bilinir. Bu kaba bir şaka olmadığı sürece, sorunuzun doğru cevabını ima ettiğini söyleyebilirim.

— Spiked3
kaynak

Yani bir arabayı (iki tekerlekli) bir tri / bisiklet gibi (kinematik açısından) davranışını tanımlamak için "basitleştirebileceğimi" söyleyebilirim. Yani iki (farklı ve bağımlı) açıyı temsil etmek için sadece bir açı mı kullanıyorsunuz?

— Daniel Jour

Bildiğim kadarıyla evet. Bisiklet modeli, eğilmenin bir faktör haline geldiği hızın altındaki iki tekerleğe dayanır ve bilinmeyen bir şeyle dengelendiğini varsayar (kinematik tarafından modellenmez). Yarışta, bir tekerleğin diğerinden daha fazla dönebilmesi için onu etkileyen çeşitli miktarda ackerman var, ancak yine de lastik kayma verileri ve diğer birçok gelişmiş faktör, robotik bir sorudan beklediğimden daha fazla devreye giriyor.

— Spiked3